[发明专利]一种新型交错并联BUCK变换器及其纹波消除方法

说明书

本发明涉及一种新型交错并联BUCK变换器及其纹波消除方法。该变换器包括：2n+2个IGBT、n+1个电感器以及两个电容器；n为自然数；两个IGBT与一个电感构成一相桥臂，该变换器共具有n+1相桥臂；其中，第二相桥臂到第n+1相桥臂并联，并联后的桥臂直接与所述电容器C_P并联连接，电容器C_S串联在第一相桥臂的电感器L_S和电容器C_P之间；第一相桥臂作为输出纹波补偿桥臂，第二相桥臂到第n+1相桥臂均作为功率桥臂，用于功率传输。本发明能够降低交错并联BUCK变换器的开关损耗、成本以及体积。

技术领域

本发明涉及电源设计领域，特别是涉及一种新型交错并联BUCK变换器及其纹波消除方法。

背景技术

在一些特殊的应用场景中，需要变换器输出小电压大电流的直流电，此外还要求输出纹波小、能源效率高。传统交错并联BUCK变换器以其独特优势在小电压大电流场景中得到广泛的应用，传统交错并联BUCK变换器采用移相交错导通的控制方式在一定程度上可以减小输出纹波，但如果要进一步降低输出纹波的话，只能靠提高开关频率或者增加滤波器的电感电容值。然而，开关频率的提高会增加变换器的开关损耗，滤波器中电感电容值的提高会增加变换器的成本和体积。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型交错并联BUCK变换器及其纹波消除方法，以解决传统的交错并联BUCK变换器开关损耗、成本以及体积高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种新型交错并联BUCK变换器，包括：2n+2个绝缘栅双极型晶体管IGBT、n+1个电感器以及两个电容器；n为自然数；

所述2n+2个IGBT为S_S1、S_S2、S_P1、S_P2、S_P3、S_P4、…、S_P(2n-1)、S_P(2n)；所述n+1个电感器为L_S、L_P1、L_P2、…、L_Pn；所述两个电容器为电容器C_S以及电容器C_P；

S_S1、S_S2、L_S构成第一个BUCK电路，所述第一个BUCK电路为第一相桥臂；S_P1、S_P2、L_P1构成第二个BUCK电路，所述第二个BUCK电路为第二相桥臂；S_P3、S_P4、L_P2构成第三个BUCK电路，所述第三个BUCK电路为第三相桥臂；以此类推，S_P(2n-1)、S_P(2n)、L_Pn构成第n+1个BUCK电路，所述第n+1个BUCK电路为第n+1相桥臂；其中，所述第二相桥臂到所述第n+1相桥臂并联，并联后的桥臂直接与所述电容器C_P并联连接，所述电容器C_S串联在所述第一相桥臂的电感器L_S和所述电容器C_P之间；所述第一相桥臂作为输出纹波补偿桥臂，所述第二相桥臂到所述第n+1相桥臂均作为功率桥臂，用于功率传输。

可选的，所述功率桥臂以具有相同的占空比D_P和开断频率f_P的PWM控制信号进行开断，所述功率桥臂之间引入360°/N的相对相移；N为所述功率桥臂的数量；

所述输出纹波补偿桥臂的开断频率f_S为所述开断频率f_P的N倍，所述输出纹波补偿桥臂的占空比D_S为

一种新型交错并联BUCK变换器的纹波消除方法，包括：